理化学研究所脳科学総合研究センター(理研BSI)Brain Science Institute



シプナス伝達効率の新しい調節機構を解明

 記憶学習機構研究チーム
 記憶学習機構研究チーム(伊藤正男チームリーダー)の平井宏和研究員、松田信爾研究員らは、脳の可塑性に関与すると考えられている、グルタミン酸受容体クラスタリングのメカニズムを解明しました。

 ほ乳類の脳内に広く分布するグルタミン酸受容体は、興奮性シナプス後膜に限局して密に存在し、クラスターを形成しています。これにより、シナプスにおいて効率的な神経伝達が行われます。グルタミン酸受容体クラスターをさらに密に、あるいは壊すことにより、伝達効率を変化させることが可能となり、脳の可塑性を説明するメカニズムの一つとして最近注目を集めています。

 今回の発見はAMPA型、δ型グルタミン酸受容体のクラスタリングが、それぞれリン酸化とカルシウムによって調節されていることを示したものです。AMPA受容体の細胞内カルボキシル末端の一つのセリンが、タンパクリン酸化酵素(PKC)によるリン酸化を受けると、またδ受容体は細胞内カルシウムが上昇すると、受容体と受容体を固定しているタンパク質との結合がはずれ、その結果クラスターが壊れることを発見しました。

 様々なシナプス活動の結果、細胞内のカルシウムの上昇やPKCの活性化が引き起こされます。それと同時に、上述のようなメカニズムを介して、シナプスにおける受容体の密度を変化させ、シナプスの伝達効率、可塑性が制御されているものと考えられます。



  1. Matsuda, S., Mikawa, S., Hirai, H.
    Phosphorylation of serine-880 in GluR2 by protein kinase C prevents its C-terminus from binding with glutamate receptor interacting protein.
    J. Neurochem. (1999)

  2. Hirai, H., Matsuda, S.
    Interaction of the C-terminal domain of dglutamate receptor with spectrin in the dendritic spines of cultured Purkinje cells.
    Neurosci. Res. (1999)
δ型グルタミン酸受容体は、スペクトリンを介してアクチンフィラメントに固定されています。カルシウムが上昇すると受容体とスペクトリンの間の結合がはずれ、受容体はシナプス外に移動します。

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